水閘設(shè)計：水工建筑物的課程創(chuàng)意

目錄

一、基本設(shè)計資料-------------------------------1

1、基本概述資料--------------------------------------1

2、水流量資料----------------------------------------1

3、閘基土質(zhì)資料--------------------------------------2

4、其他資料------------------------------------------2

5、水閘設(shè)計原則--------------------------------------2

二、閘址選擇....................................3

三、總體樞紐布置……-------------——----3

1、攔河閘的布置--------------------------------------3

2、閘室段的布置--------------------------------------3

3、上游連接段日勺布置----------------------------------3

4、下游連接段時布置----------------------------------4

四、水力計算------一-------------------一一---一一4

1、閘孔設(shè)計-----------------------------------------4

2、消能防沖設(shè)計-----------------------------------7

3、海漫設(shè)計---------------------------------------9

五、防滲排水設(shè)計.................................10

1、地下輪廓設(shè)計----------------------------------10

2、防滲計算--------------------------------------11

六、閘室的布置與穩(wěn)定分析-----------------------15

1、閘室構(gòu)造布置----------------------------------15

2、荷載及其組合----------------------------------18

3、閘室穩(wěn)定計算----------------------------------23

七、閘室構(gòu)造設(shè)計--------------------------------25

1、閘墩設(shè)計--------------------------------------25

2、底板構(gòu)造設(shè)計----------------------------------25

八、基礎(chǔ)處理-------------------------------------29

九、重要參照文獻---------------------------------30

一、基本設(shè)計資料

1、基本概述資料

本工程是西通河灌區(qū)第一級抽水站的攔河閘，其重要任務(wù)是攔蓄西通河的河水，

抬高水位滿足抽水澆灌的需要，洪水期可以宣泄洪水，保證兩岸農(nóng)田不被洪水沉沒。

2、水位流量資料

根據(jù)規(guī)劃規(guī)定，在正常蓄水時下泄流量為Q=O'//s,上游水位為H正=198.0m,

此時對應(yīng)的下游水位H=195.0m：在校核洪水時灌區(qū)下泄流量為Q核二79.7〃//s,此

時口勺對應(yīng)上游校核水位為H核=198.90m,對應(yīng)閘下游水位H下=198.65m；在設(shè)計洪

水位時灌區(qū)下泄流量Q設(shè)=61.4"P/S,此時對應(yīng)的I上游水位II設(shè)=198.36m,閘下游

水位為H'下=198.15m。

閘身穩(wěn)定計算水位組合

(1)設(shè)計洪水位時：上游水深"=3.36〃?，下游水深九二3.15機

(2)校核洪水位時：上游水深“=3.90",下游水深入=3.65"

消能防沖設(shè)計水位組合

根據(jù)分析：消能防沖口勺最不利水位組合是在校核洪水位時口勺狀況下：則其組合

是：下泄流量為Q=79.70〃P/s,對應(yīng)的上游水位是H核二198.9(hn,閘下游水位H下

=198.65m,則對應(yīng)I向上游水深H=3.90m,下游水深h=3.65m。

水位流量資料表:

運用狀況上游水位（米）下泄流量（n?/秒）

正常蓄水198.0()0

設(shè)計洪水198.3661.40

校核洪水198.9079.70

卜.游水位流量關(guān)系表:

H下(m)195.00196.00197.00197.50198.00198.15198.50198.65

Q(m3/S)0.008.6327.9641.0755.4061.4073.9879.70

3、閘基土質(zhì)資料

閘基河床地質(zhì)資料柱狀圖如圖所示：

nn

層序高程（D1）土質(zhì)概況

I細砂

II191.8—183.32組砂

III183.32粘土

閘址附近缺乏粘性土料，但有足夠數(shù)量口勺混凝土骨料和砂料。閘基細砂及墻后

回填砂料土工試驗資料如下表;

天然重度飽和重度內(nèi)摩擦角凝聚力不均勻系數(shù)相對密實度

細砂18.6420.61220120.46

沙土料18.2020.21320150.62

細砂容許承載力為150KN/m2,其與混凝土底板之間H勺摩擦系數(shù)f=0.35

4、其他資料

1.閘上交通為單車道，按汽TO設(shè)計，帶-50校核。橋面凈寬4.Om,總寬為4.4m。

2.閘門采用平面鋼閘門.有3米、4米、5米三種規(guī)格閘門。

3.該地區(qū)地震設(shè)計烈度為4度。

4.閘址附近河道有干砌石護坡。

5.數(shù)年平均最大風速12米/秒，吹程0.15公里。

5、水閘的設(shè)計原則

根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范.》SD133-84（如下簡稱SD133-84）,該閘按IV級建筑物設(shè)

計。

二、閘址選擇

根據(jù)《水工建筑物》可知，閘址選擇關(guān)系到工程口勺成敗和經(jīng)濟效益的發(fā)揮，是

水閘設(shè)計中的一項重要內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)水閘H勺功能、特點和運用規(guī)定，綜合考慮比形、

地址、水流、潮汐、泥沙、凍土、冰清?、施工、管理和周圍環(huán)境等原因，通過技術(shù)

經(jīng)濟比較，選定最佳方案。

閘址合適選擇在地形開闊、岸坡穩(wěn)定、巖土堅實和地下水水位較低口勺地點。應(yīng)

優(yōu)先選用地質(zhì)條件良好的天然地基，土壤、中砂、粗砂、和砂礫都適于做為水閘的

地基；盡量避開淤泥質(zhì)土和粉、細砂地基，必要時，應(yīng)采用妥善的處理措施。

在河道上建造攔河閘，為處理施工導流問題，常將閘址選在彎曲河道的凸岸，

運用本來河道導流，裁彎取直，新開上、下游引水和泄水渠，新開渠道既要盡量縮

短其長度，又要使其進、出口與原河道平順銜接。

根據(jù)基當?shù)匦钨Y料噬得，閘址附近，河道順直，河道橫補面靠近梯形，底寬18

米，邊坡1:1.5,河底高程195.00米，兩岸地面高程199.20米。

斷面尺寸如圖1-1所示：

圖17

三、總體樞紐布置

1、攔河閘的布置

攔河閘布置成開敞式水閘，根據(jù)計算將水閘分為3孔，邊孔凈寬3.0m,中孔凈

寬4.0m,閘門頂部高程199.4m。閘門高出邊緣線0.2m。

2、閘室段的布置

閘底板為倒H形布置，采用鋼筋混凝土構(gòu)造，地板中央設(shè)縫，板長15m,厚LOm。

閘墩材料采用鋼筋混凝土材料，順水流方向長15m,中墩厚1.2m,邊墩與岸墻

分開布置，為重力式邊墻，不擋水只擋土，閘墩上游設(shè)有工作門槽和檢修門槽。工

作橋?qū)?.4m,檢修橋?qū)?.5m,閘門采用露頂式平面鋼閘門，尺寸3.55義4.4啟閉設(shè)

備采用QPQ-16卷場式啟閉機，公路橋設(shè)在下游，總寬4.4m。

3、上游連接段布置

上游翼墻采用漿砌石.重力式反翼墻，墻頂高程199.50m,混凝土攔浪板高0.8m,

設(shè)在其上，墻后填土高程199.20m,翼墻底板厚0.6m,同樣采用鋼筋混凝土材料。

鋪蓋與翼墻上游齊平，順水流方向長14.0m,厚0.6m,鋪蓋上游為塊石護底，

一直護到引水口。

翼墻上游為干砌石護坡，并設(shè)有漿砌石格梗，每隔12m布置，砂墊層設(shè)在塊石

底部，15cm厚。

4、下游連接段的布置

閘室下游布置消力池、海曼、防沖槽等。

消力池采用挖深式，長7.5m,池深0.5m,底板采用鋼筋混凝土構(gòu)造，厚0.5m,

消力池與閘室連接處設(shè)1m寬小壩，厚以1:4的斜坂連接，底板下設(shè)0.2m厚砂、碎

石墊層，反漉排水。

采用漿砌石做為海曼H勺材料，其長度為18m,厚度為0.5m,漿砌石內(nèi)設(shè)排水孔，

下面鋪設(shè)反濾層，在海曼起始端做8.0m長的漿砌石水平段，其頂面高程與護坦齊平，

在海曼后半段做成1:15口勺斜坡，以使水流均勻擴散，調(diào)整流態(tài)分布，保護河床不受

沖刷。

取防沖槽深度為2.0m,底寬b為4.0叫取頂端與海曼末端齊平，則上游坡率取

m=2,下游坡率m=3。

下游翼墻為漿砌石重力式反翼墻，迎水面直立，墻背坡率1:0.5收縮角為10

度。材料選用鋼筋混凝土板，厚0.6m,前趾長1.2m,,后趾長0.2m,翼墻下游端與

消力池末端齊平。

四、水力計算

水閘的水力設(shè)計重要包括兩方面內(nèi)容，即閘孔設(shè)計和消能防沖設(shè)計。

1、閘孔設(shè)計

閘孔設(shè)計的重要任務(wù)是：確定閘室構(gòu)造形式，選擇堰型，確定堰頂高程以及孔

口尺寸。

（1）閘室構(gòu)造型式

該閘建在天然河道上，故宜采用開敞式閘室構(gòu)造。

（2）堰型的選擇及閘底板高程H勺選定

該閘建在少泥沙日勺人工渠道上，故宜采用構(gòu)造簡樸、施工以便、自由出流范圍

較大的平底板寬頂堰。由閘基河床地質(zhì)資料可知，閘基附近河床土質(zhì)良好，承載能

力大，并參照該地區(qū)已建工程的經(jīng)驗，擬取閘底板頂面（即堰頂）與西通河渠底齊

平，高程為195.00m。

（3）孔口尺寸確實定

初擬孔口尺寸，該閘的尺寸必須滿足攔洪澆灌以及泄洪的規(guī)定。

1）計算閘孔總凈寬線

在設(shè)計狀況下：①、上游水H=198.36-195=3.36m

②、下游水深田=198.15-195.00=3.15m

③、下泄流量Q=61.40〃Z3/S

則上游行近流速:

V0=Q/A

根據(jù)和斷面尺寸：

A=(b+mH)H=(18+1.5X3.36)X3.36=77.4m2

其中b為河道寬：b=18mm為邊坡比：m=l:1.5

Vp=Q/A=61.40/77.41=0.793m/s

H產(chǎn)H+av2/2(取a=1.0)

=3.36+0.7937(2X9.81)

=3.39m

則」—二3.15/3.39=0.929>0.8故屬于沉沒出流。

“o

校核狀況：①、上游水卜1=198.9-195=3.9111

②、下游水深兒=198.65-195=3.65m

③、下泄流量Q=79.70///S

則匕游行近流速：

Vo=Q/A

根據(jù)和斷面尺寸：

A=(b+機")H=(18+1.5X3.9)X3.9=93.02m2

其中b為河道寬：b=18mm為邊坡比：m=l:1.5

Vo=Q/A=79.7/93.02=0.86m/s

H°二H+av72g(取a=1.0)

=3.9+0.867（2X9.81）

=3.94m

則勺-=3.65/3.94=0.93>0.8,故屬于沉沒出流。

“。

確定閘孔寬度

由以卜.成果可得，則按水流成堰流時并且為沉沒出流，計算根據(jù)《水工建筑物》，由寬

頂堰沉沒出流公式：Q=om￡B“,2gH3?2,根據(jù)2L,查SL-265-2023,附錄A.01,查得沉

沒系數(shù)U0.74,對無坎寬頂堰：m=0.385假設(shè)側(cè)收縮系數(shù)￡=0.90。計算簡圖見圖2—1

在設(shè)計狀況下：

由公式Q=om￡B（）J^H%2

因此，在設(shè)計狀況下

Q61.4

B=_________________________________________________

01-0.74X0.90x0.385x3.393/\/2x9.81

am￡\,5gHo

=8.66m

在校核狀況下:

Q79.7

2-0.74x0.90x0.385x3.943/%T5<9,81

om￡\/2gHo

=9.0m

整頓上述計算如表2-1所示:

表2—1

計算狀上游水下游水流量行進流行進水沉沒系流量系側(cè)收縮B。

況深深h,速頭名數(shù)6數(shù)m系數(shù)￡

Q

H

設(shè)計狀3.363.1561.400.7933.390.740.3850.908.66

況下

校核狀3.903.6579.700.863.940.740.3850.909.0

況下

2)閘孔孔數(shù)n及單孔凈寬b。

單孔寬度b0根據(jù)水閘使用規(guī)定，閘門型式及啟閉機容量等原因，并參照閘門尺寸選定。

由綜]＞為2比較得，取凈寬較大時值，則取&)=9.0m。

以上為BolTj第一次近似值，據(jù)此可計算￡的第二次近似值，按4/H。=0.93,及閘墩

邊形狀，查《水閘》表3—5得疏=0.53,短=0.70。側(cè)收縮系數(shù)按式計算為：

￡=1-。.2[&+(〃-嗨隹

nb

=1-0.2X[0.7+(3-1)X0.53]X3.9/9

=0.85

凈寬B』勺第二次計算近似值為

,Q79.7

01-l~0.74x0.85x0.385x3.943/2v,T5c9.81

amt\,2gHQ

=9.5m

再將凈寬B°H勺第二次近似值代入式中，可得￡=0.86,再次試算后仍得￡=0.86,計算

得出比)2=9.4m,根據(jù)所給閘門日勺型號尺寸，則選擇孔數(shù)n=3,每孔凈寬b0=3.2m,則閘孔

總凈寬B。=3.2X3=9.6m,

3.閘孔泄流能力校核

中墩采用鋼筋混凝土構(gòu)造，根據(jù)水閘設(shè)計規(guī)范SL265-2023,取中墩厚d=1.5m,墩首為

半圓形，墩尾采用尖圓形，邊墩厚度為1.0m,墩首、尾采用半圓形。

根據(jù)確定H勺閘孔尺寸凈寬B0=9.6m,用設(shè)計狀況進行檢杳。根據(jù)堰流公式：

Q=om田N2gH3G

Q：=0.86x0.74x0.385xJ2x9.81x3.393/2x9.6

-64.28"3/s

則：產(chǎn)實°~°卜100%=|(64.28-61.40)/61.401X100%;4.7%V5%

實際過流能力滿足泄水的設(shè)計規(guī)定

由此得該閘的孔口尺寸確定為：選擇孔數(shù)n=3,每孔凈寬b0=3.2m,2個中墩各厚

d=1.5m,邊墩厚度為1.0m,閘孔總凈寬Bo=9.6m,閘室總長度B=3X3.2+2X

1.5=12.6mo

2.消能防沖設(shè)計

消能防沖設(shè)計包括消力池、海漫和防沖槽二部分的設(shè)計。

(1)消力池的設(shè)計

1)1:下游水面連接形態(tài)的鑒別，當閘門從關(guān)閉狀態(tài)到校核的下泄流量為

Q=79.7()〃?”s,往往是分級啟動日勺。為了節(jié)省計算工作量，閘門H勺開度擬分三級

啟動。第一級泄流量為8?63〃尸/$,待下游水位穩(wěn)定后，開度增大至設(shè)計流量

61.40〃//s,最終待卜游水位穩(wěn)定后，再增大開度至最大卜?泄流量79.70〃//八

當下泄流量為&63/7$時:

上游水深H=198.90-195.00=3.90/??.

下游水位則采用前一級開度(即。二°)時日勺下游水深4二°機；

則上游行進流速：

Q_8.63=0.093〃P/s

7-93.02

由于%=0093m3/s<0,5m3/s,則可以忽視不計

假設(shè)閘門開度”0185,e/H=0.185/3.90=0.047<0.65,則為孔流，gOK

力計算手冊》(第二版)得垂直收縮系數(shù)￡二0-6194則:

hc=￡e=0.6194x0.185=0.115m

Q_8.632

“一下一13.0()=0.6638m/5

躍后水深:

則力c>4=0為遠驅(qū)式水躍，故需要設(shè)消力池

0-0.8635

=-0.2844<0

H-h：3.90-0.8635

由查SL265-2023表A.0.3-2得孔流沉

沒系數(shù)。'=1?00,孔流流量系數(shù)4為0.65?0.7因此:

刖=0.60-0.18—=0.60-0.18x=0.5915

H3.90

Q=。乜血2gH

4?=1.00x0.5915x0.185x10.00x^/2x9.81x3.90=9.57m3/s

該值與規(guī)定的口勺流量8?63〃P/s比較靠近，故所假定的閘門開度e=0.185對日勺。

以同樣的措施，分級啟動流量為6L40〃，/s、79.70療/s時的,閘門開度，并計算對

應(yīng)日勺參數(shù)，并鑒別不一樣下泄流量時，上下游水面口勺連接形式，則可以鑒別與否需

要設(shè)消力池，其水面連接計算成果見下表：

水面連接計算成果表

序號Q(m3/s)e(m)￡he(m)V(〃z)Ht(m)水面連接狀況

18.630.1850.61940.1150.86350遠離式水躍

261.402.45/2.450.64813.15沉沒式水躍

379.703.91/3.650.54173.65沉沒式水躍

2）消力池深的計算

根據(jù)前面的計算，消力池采用挖深式消力池，如下泄流量Q=8.63〃?”s作為計

算消力池深度的計算根據(jù)。消力池中水的流態(tài)見圖3-1,

根據(jù)SL265-2023附表

d=。(口：—h[—AZ

改二的2aq】

一2g/h52才

則

1x0.69042____________lxQ.69042

AZ=2x9.81x0.952x0.902-2x9.81x0.86352=0.007/7/

J=1.10x0.8635-1+0.007=0.043，〃

計算出消力池池深d=0.043m,但為了穩(wěn)定泄流時的水流，根據(jù)規(guī)范取池d=0.50m。

3）消力池長度的計算

由前面H勺計算，如下泄流量0=8.63〃//$作為確定消力池長度的根據(jù)，略去行

進流速%,則:

"=H+d=3.90+0.50=4.40〃?

根據(jù)公式:

由此

7

0.079JL?8X0.6904-

2乂仆+9.81x0.0793-1=1.07m

L.=6.9(%-hc)=6.9x(1.07-0.079)=6.84/n

由此水躍長度

消力池與閘底板以1：4口勺斜坡段連接，則4=4X0.5=2.0〃Z

則消力池長度:

L.=Ls+pLj=2.0+0.8x6.84=7.472加

（注：B為水躍長度校正系數(shù)取0.8）

取消力池長度%=7.50m

4)消力池底板厚度的計算

根據(jù)抗沖規(guī)定：

t=.yjqyfXif

式中：9=0.6904M/SA”=3.90，〃尤為消力池底板計算系數(shù)取0.20

則：

t=0.20x7o.69O4xV3.9O=0.234，〃<0.50/??

故消力池底板厚度取t=0.50m

由此得到，取消力池底板厚為0.50m,前后等昂。為減小作用在護坦上的揚壓

力，在消力池底板口勺后半部分設(shè)置排水孔，并在該部位的地面鋪設(shè)反濾層，排水孔

孔徑取80cm，間距L=2.0m,呈梅花形布置，為使出閘水流在消力池中產(chǎn)生水躍，

在消力池與閘底板連接處留一寬為1.0m的平臺。

3、海漫的設(shè)計

(1)海漫長度的計算

海漫"勺長度計算由式：

4=K,.屈

式中：4=0.6904〃//sA//=2.90/n

區(qū)為海漫長度計算系數(shù)，由于河床為細沙，故取&二140,則

4=14.0X7o.69O4xVl9O=15.18/n

因此取海漫長度4=i*00相

(2)海漫H勺布置與構(gòu)造

海漫的材料采用漿砌石，其厚度為0.5m,漿砌石內(nèi)設(shè)排水孔，下面鋪設(shè)反濾層,

在海漫起始段做5.0m長口勺水平段，其頂面高程與護坦齊平，在海漫后半段做成1：

15的斜坡，以使水流均勻擴散，調(diào)整流速分布，保護河床不被沖刷。

（3）防沖槽的設(shè)計

取防沖槽歐I深度為2.0m,底寬b為4.0m,取頂端與海漫末端齊平，則上游坡

率取m=2,下游坡率取m=3,由此得到消能防沖設(shè)計的I有關(guān)尺寸，見圖3-2.

圖3-2

五、防滲排水設(shè)計

1、地下輪廓的設(shè)計

地卜輪廓H勺設(shè)計重要包括底板、防滲鋪蓋、板樁等H勺設(shè)計。

（1）、底板的設(shè)計

底板既是閘室的基礎(chǔ)，又兼有防滲、防沖刷的作用。它既要滿足上部構(gòu)造布置的規(guī)定,

又要滿足穩(wěn)定及自身的構(gòu)造強度等規(guī)定。

1）底板順水流方向口勺長度L。：

有經(jīng)驗公式:=3.50/7=3.50x(188.90-185.00)=13.50/zz

為了滿足上部構(gòu)造布置日勺規(guī)定，L）必須不小于交通橋?qū)挾?、工作橋、工作便橋及其之間

間隔的總和，即取L°=14.00m。

?2）底板厚度d：

根據(jù)經(jīng)驗，底板厚度為（1/6-1/8）單孔凈寬，一般為1.10m?1.40m,由此初擬底板厚

度d=1.20nio

1）底板構(gòu)造：

底板采用鋼筋混凝土構(gòu)造，上下游兩端各設(shè)L0m深的齒墻嵌入地基底板分縫設(shè)以“v”

型銅片止水，由于地基為砂性土的細沙地基，抵御滲流變形I向能力較差，滲流系數(shù)也較大，

由此必須在底板兩端分別設(shè)置不一樣深度的板樁，一般為水頭的（0.6^1.0）倍，有水頭大

小可知上游端設(shè)板樁深為3.0m,卜游端不設(shè)板樁。

（2）鋪蓋

鋪蓋采用鋼筋混凝土構(gòu)造，其長度為上下游最大水位差的（3~5）倍，則取鋪蓋L=16.0m,

鋪蓋厚度為0.50m。鋪蓋游端設(shè)0.50m深的小齒墻，其頭部不再設(shè)防沖槽，為了上游河床

被沖刷，鋪蓋上游設(shè)塊石護底，厚為0.30m,其下設(shè)0.20mH勺碎石墊層.

（3）側(cè)向防滲

側(cè)向防滲重要靠上游翼墻和邊墩，則上游翼墻為曲線形式，從邊墩向上游延伸一定距離

后，以半徑為0.70m的圓弧插入岸墻。

（4）排水、止水

為了減小作用于閘底板上的滲透壓力，在整個消力池底板上布設(shè)砂礫石排水，其首部緊

抵閘底板下游齒墻，閘底板與鋪蓋，鋪蓋與上游翼墻，下游翼墻的永久縫中，均設(shè)以銅片止

水，閘底板與消力池，消力池與下游翼墻之間永久性分縫，雖然沒有防滲的規(guī)定，不過為了

防止閘基與擋土墻后填土被水流帶走，縫中鋪設(shè)瀝青油氈。

（5）防滲長度驗算

閘基防滲長度的計算必須滿足:L=C\H

式中：△H=3.9O〃2C為容許滲徑系數(shù)值，由于為砂性土故取C=9.0,則

L=C\H=9.0x3.90=35.1Om

而實際閘下布置見圖4T

實際閘基防滲長度L：

r=().5+().5+0.7+11.0+0.7+().5+1.2+3.0+1.0+1.404-11.0+1.44-1.0+1.5=35.5m

則L'=35.5m>L=35.1m

閘基防滲長度滿足規(guī)定

2、滲流計算

采用改善阻力系數(shù)法進行滲流計算

(1)地下輪廓線H勺簡化

為了便于計算，將復雜的地下輪廓進行簡化，由于鋪蓋頭部及底板上下游兩端的齒墻均

較淺，可以將他們簡化為短板日勺形式如下圖4-2

V195.00

▽193.80

△194.40

oa

8l

98IIlln8l

8in

三s

s寸

0

“10

11

11也

1一

67

1600014000

圖4-2

（2）確定地基口勺有效深度

根據(jù)鉆探資料，閘基透水層深度很大，故在滲流計算中必須取一有效深度替代實際深度。

由地下輪廓線簡化圖可知：地下輪廓的水平投影長度L0=14.00+16.00=30.00m；地下輪廓日勺

垂直投影長度&=62°-°.5°=5.70”

故臺翁”6>5

則按卜式計算Te：

Te=0.5。=0.5x30.00=15.00/?/

而地基的實際計算深度7=195.00-183.32=11.68〃？，而丁<1,故地基的實際計算

深度T=11.68m。

（3）滲流區(qū)域口勺分段和皿力系數(shù)日勺計算

過地下輪廓口勺角點、尖點，將滲流區(qū)域分為8個經(jīng)典段，如圖所示1、8段為進出口

段，2、4、5、7則為內(nèi)部垂直段，3、6兩段為內(nèi)部水平段。

則有關(guān)計算日勺成果見表4-1：

各流段阻力系數(shù)為4

表4一1

流段計算公式段號ST/L

進口段和出備=1.5圖+0.44110.911.180.475

口段81.510.980.517

內(nèi)部垂直段丫2.20.810.880.074

4y=-lnag?周45.610.880.582

55.010.480.530

71.010.480.096

內(nèi)部水平段（）3Sl=0.8T=10.88

_Lx-0,7Sl+S21.059

5XrjyS2=5.6L=16.0

6Sl=5.0T=10.48

0.935

S2=1.0L=14.0

4=Z4=0.475+0.517+0.074+0.582+0.530+0.096+1.059+0.935=4.268

則9

（4）滲透壓力計算

1）設(shè)計洪水位時：△”=198.36-195.00=3.36〃?

根據(jù)水流的持續(xù)條件，通過各流段的單寬滲流流量均應(yīng)相等。

a.根據(jù)卜.式計算各分段的滲壓水頭損失值

A進口段和出1」段：

二”23.36=0.374機

產(chǎn)4.268

=2^12x3.36=0.407〃?

4.268

B內(nèi)部垂直段：

*

%=二"三3.36=0.058機

4.268

*

為

-△“二3.36=0.458機

4.268

%盤

=△〃二x3.36=0.417〃z

4.268

*

也=△〃=2^x3.36=0.076〃?

4.268

C內(nèi)部水平段：

產(chǎn)1059

%=點-AH=—x3.36=0.834〃?

Z&4.268

%=X3.36=0.736〃

Z&4.268

b.進、出口水頭損失的修正

A進口處修正系數(shù)用R勺計算：

P\=L2]_j=--—=j-:

/7,、/c*

L12e—+2u-+0.059

式中F=11.18wT=10.88/nS=0.9w

則得B\=0/729<L0,應(yīng)予修正。

進口段水頭損失值應(yīng)修正為:

/<=陽、=0.729x0.374=0.273m

進口段水頭損失減小值為：

△%二0.374-0.273=0.101m<%+%=0.058+0.834=0.892機

故修正各該段的水頭損失值為：

%=2%=2x0.058=0.116/〃

總二總+A九一八=0.834+0.101-0.058=0.877m

B出口處修正系數(shù)22的計算：

/?=I91-----------L----------

s

+2-+0.059

T」

式中r=10.98w7=10.48〃？S=\.5m

4=0.884<1.0

則得，應(yīng)予修正。

出口段水頭損失應(yīng)修正為：

%=/3瓜=0.884x0.407=0.360，〃

出口段水頭損失減小值為：

△4=0.407-0.360=0.047/n</?6=0.736/n

故修正各該段的水頭損失值為：

匕=%+&%=0.076+0.047=0.123m

4=0.884<1.0

C計算各角隅點的滲壓水頭：

由上游進口段開始，逐次向下游從作用水頭值相繼減去各分段水頭損失值，即可求得各

角隅點口勺滲壓水頭值：

乩=3.36m

H2=3.36-0.273=3.087w

H.=3.087-0.116=2.97bn

/7.4=2.971-0.877=2.094/?

乩=2.094-0.458=1.636加

“6=1.636—0.417=1.219，〃

H7=1.219-0.736=0.483m

H.o=0.483—0.123=0.360m

H9=0.360-0.360=0.00/72

D繪制滲壓水頭分布圖：

根據(jù)以上算得臥J滲壓水頭值，并認為沿水平段的水頭損失呈線性變化，即可繪出如圖

4-3所示的滲壓水頭分布圖：

14.0mH9=0,Q0m

360n

H7=0,483n|-1^0-

___________H=L.219n

H5=1.636n6

H?=2.094m

Hi=3.36n

圖4-3

單位寬度底板所受的滲透壓力:

[=0.5x(%+%)x14x1=0.5x(1.219+0.483)x14x1=11.914/=116.88KN

單位寬度鋪蓋所受的滲透壓力：

丹=0.5X(4+“4)x16X1=0.5X(2.971+2.094)x16x1=40.52,=397.50KN

2)同樣II勺環(huán)節(jié)可計算出校核洪水位時的滲透壓力分布即

\H=3.90/7?

H,=3.90/n

%=3.584〃?

%=3.448/??

”4=2.430/n

“5=L898小

/76=1.410W

H?=0.560/〃

/78=0.417n?

Hg=0.00/77

根據(jù)以上計算繪出校核洪水位時滲透壓力分布圖，如圖4-4：

160曾

414P

,

己H2=3.534M

Hi=3.90r

圖4-4

單位寬度底板所受的滲透壓力：

片=0.5X(“6+H7)x14X1=0.5X(1.410+0.560)x14x1=13.89,=135.28KN

單位寬度鋪蓋所受的滲透樂力：

R=0.5x(〃；+卜16x1=0.5x(3.448+2.430lx16x1=47.02/=461.31KN

(5)抗?jié)B穩(wěn)定演算

1）閘底板水平段平均滲透坡降人的計算

小瓦

由公式：4

A設(shè)計洪水位時

良=2^J.219-。.483=0053

L"14

則4=0.053<[/1=（）07?（）.10（查水閘設(shè)計規(guī)范得）

B校核洪水位時

J4=31=1^"螫=0.06]

X4414

則人=0?061<[/]=0,07~0.10（查水閘設(shè)計規(guī)范得）

2）滲流出口處平均滲透坡鋒」。的計算

J。/

由公式；s

A設(shè)計洪水位時

_/<_H,_0360

0.240

0~~S~~S^~1.5

則4=0.053<[J0]=03o~o.35（查水閘設(shè)計規(guī)范得）

B校核洪水位時

二

jJ/=6417=0.278

°SS41.5

則A=°?278<["）]二030'0.35（查水閘設(shè)計規(guī)范得）

綜上閘基的防滲滿足抗?jié)B穩(wěn)定的規(guī)定。

六、閘室的布置與穩(wěn)定分析

1、閘室構(gòu)造布置

閘室構(gòu)造布置重要包括底板、閘墩、胸墻、閘門、工作橋和交通橋等部分構(gòu)造的布置和

尺寸的確定。

（1）底板

底板的構(gòu)造、布置、構(gòu)造已在上一節(jié)中布置.，在此不用不闡明。

（2）閘墩

閘墩順水流方向的長度取與底板相似，取14.00m。閘墩為鋼筋混凝土構(gòu)造，中墩厚為

2.50m,邊墩與岸墻合二為一，采用重力式構(gòu)造。

閘墩上游部分H勺頂部高程在泄洪時應(yīng)高于設(shè)計或校核洪水位加安全超高；關(guān)閉閘門時應(yīng)高于

設(shè)計或校核洪水位加波浪計算高度加安全超高，

表4—1

波浪計算

水位高程安全加高閘頂高程閘墩高程

高程

設(shè)計洪水

198.360.30.2198.863.86

位

擋水時

校核洪水

198.900.20.2199.304.30

位

設(shè)計洪水

198.360.50.2199.064.06

位

泄水時

校核洪水

198.900.4